一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘制造技術

本發明專利技術涉及一種耐腐蝕、耐候性好，強度高，性能可達低碳素鋼（如GB/T700-1988Q235規定的Q235鋼工件強度要求）的一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，含有12-18%重量份的改性熱固性環氧樹脂，4-6%重量份的超支化固化交聯劑，60-86%重量份的纖維狀增強材料，5.5-8.5%重量份的粉體增強材料添加劑。優點：分子結構中既包含了大量的柔性鏈段來緩解環氧樹脂的脆硬性，又包含了封端的環氧基團，能參與固化反應，增韌效果明顯，不但提高了體系的粘接強度，也大大提高了材料的壓縮強度和剪切強度。

【技術實現步驟摘要】
一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘
本專利技術涉及一種耐腐蝕、耐候性好，強度高，性能可達低碳素鋼（如GB/T700-1988Q235規定的Q235鋼工件強度要求）的改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，屬改性高分子板材制造領域。
技術介紹
目前鐵路彈條Ⅰ、Ⅱ型扣件擋板座所使用原材料有金屬碳素鋼、尼龍6(聚酰胺6)和改性尼龍66（改性聚酰胺66）三大類，金屬材料擋板座不耐銹蝕，銹蝕的工件很快失去應有的性能；尼龍6擋板座和改性尼龍66由于其結構特性（抗疲勞強度損失和耐低溫差等原因）在小半徑區間、寒冷地區、極干旱地區使用普遍發生脆裂，其使用壽命受到了極大地限制。現有技術中也有一些熱塑性樹脂復合材料（酚醛類），其主要采用熱塑性樹脂為粘接材料，將玻璃纖維薄涂后晾干，然后在模壓的方式。由于熱塑性樹脂為鏈狀分子結構，許多分子鏈通過物理作用組合在一起，受其工藝限制，其中晾干工藝中殘余的低分子溶劑量無法保證完全溢出，使得后期成型固化時，分子鏈狀結構排列不均勻，殘余溶劑無法完全逸出，導致單位面積的強度不均勻，其中有氣泡等無法保證材料強度質量的一致性，使得這種復合材料無法在一些特殊的高要求產品如鐵軌緊固件、汽車齒輪箱、壓力容器、船板、裝甲防護等方面替代現有的金屬材料。目前采用的環氧樹脂手糊工藝的復合材料，由于工藝落后，樹脂含量無法精確控制，質量無法保證，又加上其采用普通環氧樹脂和固化交聯劑，達不到替代金屬材料所需的強度要求。
技術實現思路
設計目的：避免
技術介紹
中的不足之處，設計一種耐腐蝕、耐候性好，強度高，性能可達低碳素鋼（如GB/T700-1988Q235規定的Q235鋼工件強度要求）的改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘。設計方案：為了達到上述目的，本專利技術所設計的改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，由改性熱固環氧樹脂樹脂、超支化固化交聯劑、纖維增強材料和粉體增強材料添加劑組成。1、采用改性熱固性超高分子環氧樹脂、固化交聯劑為主要粘結材料，避免鏈狀分子熱塑性樹脂容易受熱軟化、冷卻硬化的弊端，同時也避免了普通環氧樹脂固化后形成三維交聯結構，分子鏈剛性雖強但達不到金屬強度、韌性不好、不耐沖擊缺陷，很好的利用了改性熱固性超高分子環氧樹脂和固化交聯劑通過化學鍵交聯，并且枝化為樹杈狀剛性網狀穩定結構提供了高強度復合材料的抗張強度、屈服強度和伸長率等機械性能。2、控制浸潤定量的纖維狀增強材料經過消泡處理成粘度為50000-100000Pa.S的厚漿狀或膏狀預浸料，使得預浸料在消泡劑的作用下能有效的排出空氣杜絕暗泡，又不會影響的材料成型的固化，采取預固化、內脫模和特氟龍脫模等技術手段，有效的控制了預浸料的稠度，使得最終的得到復合材料密度均勻，尺寸完美，具有優良的機械性能。3、熱固性改性環氧樹脂是以雙酚A環氧樹脂配以聚醚改性甲基四氫苯酐再用環氧基封端的活性增韌劑，其制作方法：先將聚醚在120°C下真空脫水1小時，再將聚醚和甲基四氫苯酐按3:1比例在催化劑的作用下在130-140°C下反應3小時，降溫至120°C加入環氧樹脂反應2小時，得到環氧基封端的內增韌活性增韌劑。其增韌劑在本申請中所帶來的好的技術效果是：環氧樹脂的脆性直接影響其進一步使用，絕大多數配方都需要進行增韌改性，以提高制品的耐沖擊性和緩解固化時的內應力，降低環氧固化物的脆性。本申請合成的活性環氧增韌劑，它的分子結構中既包含了大量的柔性鏈段來緩解環氧樹脂的脆硬性，又包含了封端的環氧基團，能參與固化反應，增韌效果明顯，不但提高了體系的粘接強度，也大大提高了材料的壓縮強度和剪切強度。技術方案1：一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，含有12-18%重量份的改性熱固性環氧樹脂，4-6%重量份的超支化固化交聯劑，60-86%重量份的纖維狀增強材料，5.5-8.5%重量份的粉體增強材料添加劑。技術方案2：一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘制備方法，將12-18%重量份的改性熱固性環氧樹脂和5.5-8.5%重量份的粉體增強材料添加劑混合研磨為均勻漿狀體，按比例加入4-6%重量份的超支化固化交聯劑攪拌均勻，然后浸潤定量的60-86%重量份的纖維增強材料制成粘度為50000-100000Pa.S的厚漿狀或膏狀預浸料，再將預浸料置于加熱后的模具中，排氣后施加1000KN以上的壓力，控制溫度在165-175℃，經3-6分鐘二次固化得到成品改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘。本專利技術
技術介紹
相比，一是本申請所得到的改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，是一種完全的非金屬材料，摒棄了用金屬與非金屬等絕緣材料粘接的復合制作高強度的復合材料的技術方案，從根本上避免了金屬材料與非金屬絕緣材料之間存在的線膨脹系數，抗張強度、屈服強度和伸長率帶來的不利影響；二是采用了高分子熱固性高強度樹脂、固化交聯劑為主要粘結材料，避免鏈狀分子熱塑性樹脂容易受熱軟化、冷卻硬化的弊端，很好的利用了熱固性樹脂和超支化固化交聯劑通過化學鍵交聯在一起的剛性網狀穩定結構和樹形增塑結構提供了復合材料的抗張強度、屈服強度和伸長率等機械性能，同時控制了改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘預浸料的粘度為50000-100000Pa.S，使得預浸料在消泡遷移劑的作用下能完全有效的排出空氣杜絕暗泡，又不會影響的材料的成型固化，采取研磨著色和內脫模等技術手段，有效的控制了預浸料的粘度，使得最終的得到復合材料顏色穩定、密度均勻，質量完美，具有優良的機械性能；三是采用本申請的復合材料所制的產品強度高及模量高，成型尺寸精確穩定，密度均一，絕緣等級高，摩擦系數小的特點；四是本申請通過拉擠、模壓、層壓、傳遞模塑、澆鑄、注射的成型方法可以制成所需的鐵軌緊固件、汽車齒輪箱、壓力容器、船板、裝甲防護等復合材料；五是本申請所得到的改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘及其應用，具有機械性能優良，材料成型度高，使用范圍廣、壽命長，完全可以達到現有的Q235鋼相應強度，可以應用到各個行業中。具體實施方式實施例1：一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，其特征是含有12-18%重量份的改性熱固性環氧樹脂，4-6%重量份的超支化固化交聯劑，60-86%重量份的纖維狀增強材料，5.5-8.5%重量份的粉體增強材料添加劑。所述改性熱固性環氧樹脂含有14-16%（14%或14.8%或15%或15.5%或16%）重量份的雙酚A環氧樹脂和0.15-0.25%（0.15%或0.2%或0.25%）重量份的聚醚改性甲基四氫苯酐增韌劑混合而成；所述14-16%重量份的雙酚A環氧樹脂是由E-51環氧樹脂與E-44環氧樹脂按2:1的比例配比而成；所述超支化咪唑酰胺化衍生物固化劑由三羥甲基丙烷15-20%（15%或16%或17%或18%或19%或20%），2，2－二羥甲基丙酸15-21%（15%或16%或17%或18%或19%或20%或21%），二惡烷13-17%（13%或14%或15%或16%或17%），琥珀酸酐13-17%（13%或14%或15%或16%或17%），2－甲基咪唑40-50%（40%或45%或50%）配比而成。所述超支化固化交聯劑是含有1.0-2.2%（1.0%或1.5%或2.0%或2.2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，其特征是含有12?18%重量份的改性熱固性環氧樹脂，4?6%重量份的超支化固化交聯劑，60?86%重量份的纖維狀增強材料，5.5?8.5%重量份的粉體增強材料添加劑。

【技術特征摘要】
2011.08.26 CN 201110248614.81.一種改性熱固性超高分子環氧樹脂鐵路專用螺旋道釘，其特征是含有改性熱固性環氧樹脂12-18重量%，超支化固化交聯劑4-6重量%，纖維狀增強材料60-73重量%，粉體增強材料添加劑5.5-8.5重量%；所述改性熱固性環氧樹脂含有雙酚A環氧樹脂14-16重量%和聚醚改性甲基四氫苯酐增韌劑0.15-0.25重量%混合而成；所述超支化固化交聯劑是含有超支化咪唑酰胺化衍生物固化劑1.0-2.2重量%與甲基四氫苯酐3.0-4.0重量%配比而成；所述纖維狀增強材料是指玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維和貴金屬纖維任意一種或兩種組合；所述粉體增強材料是指炭黑0.25-0.35重量%、空心微珠3.0-3.5重量%、3.0-4.0重量%的云母粉一種或兩種以上的組合；將12-18重量%的改性熱固性環氧樹脂和5.5-8.5重量%的粉體增強材料添加劑混合研磨為均勻漿狀體，按比例加入4-6重量%的超支化固化交聯劑攪拌均勻，然后浸潤定量的60-73重量%的纖維增強材料制成粘度為50000-100000Pa.s的厚漿狀或膏狀預浸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高原，
申請(專利權)人：杭州大固新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：